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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7657| Título : | Cómputo móvil y robótica como espacio de aprendizaje de las matemáticas en bachillerato |
| Autor : | NEGRETE VILLANUEVA, MARCO ANTONIO |
| Fecha de publicación : | 2020 |
| Resumen : | En esta propuesta se abordará el problema del bajo desempeño en matemáticas de los estudiantes de bachillerato en el país partiendo del marco conceptual aportado por la teoría sociocultural y la teoría de la actividad de Leontiev. Desde esta perspectiva, se elaborará un conjunto de secuencias didácticas consistentes en diversos macroproyectos en los que los alumnos resolverán problemas complejos que involucren el uso de diversos conceptos matemáticos que corresponden a este nivel educativo. Estos macroproyectos se diseñarán de modo que los estudiantes utilicen las matemáticas en las diferentes acciones dentro de actividades humanas de diversos contextos: personal, ocupacional y científico. Con las secuencias didácticas propuestas se buscará que los estudiantes comprendan los conceptos matemáticos y sobre todo, promover el desarrollo de capacidades de razonamiento matemático que descansan en el uso de el álgebra, cálculo y geometría analítica integrando claves contextuales de las situaciones reales. El proyecto parte de una perspectiva metodológica de investigación basada en diseño. Una vez que se diseñen las secuencias didácticas, la docente participante de la ENP las implementará en aula. Se observarán las actividades, se registrarán y se realizará el análisis cualitativo. Por otro lado, bajo un diseño cuasiexperimental, se evaluarán, al inicio y final, en el grupo de intervención y en uno de comparación los cambios en el rendimiento. Finalmente, se rediseñarán las secuencias a partir de los resultados. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7657 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | NEGRETE VILLANUEVA, MARCO ANTONIO |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2020 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2020-2021 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | Nivel Medio Superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Educaciòn media superior |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo general: Mejorar el desempeño de los estudiantes de la ENP en el área de matemáticas mediante el diseño e implementación de secuencias didácticas elaboradas con una perspectiva sociocultural y enfocadas al logro de la capacidad matemática como se define en el marco curricular de la ENP. Objetivos específicos: "* Diseñar un conjunto de secuencias didácticas empleando tecnologías de cómputo móvil y robótica que cubren la mayoría de los temas de las asignaturas de matemáticas de la ENP. * Promover el desarrollo de la capacidad matemática en los alumnos mediante la implementación en aula de actividades reales * Investigar sobre los procesos de construcción del conocimiento mediante el análisis cuantitativo y cualitativo de los resultados obtenidos y observaciones hechas con la implementación en aula de las secuencias diseñadas." |
| metadata.dc.description.strategies: | Desde nuestra perspectiva metodológica se busca crear las condiciones necesarias para propiciar el surgimiento y desarrollo de las capacidades matemáticas. Para esto se propone la siguiente metodología: INVESTIGACIÓN BASADA EN DISEÑO Se propone la creación y producción artificial de un proceso de desarrollo psicológico en donde el experimentador interviene para observar los cambios (Wertsch, 1988). Se diseñan, se implementan, se analizan y rediseñan las actividades de enseñanza aprendizaje, APROXIMACIÓN MICROGENÉTICA Se pretende dar cuenta de los cambios cualitativos que se producen en la actividad matemática; por lo que se considera como la unidad básica de análisis a la actividad con carácter sociofuncional, y que está organizada en un conjunto de acciones de enseñanza aprendizaje con condiciones específicas para lograr una meta socialmente establecida mediante el uso de herramientas culturales (Wertsch, 1988). Por lo que se observarán diversas situaciones de aprendizaje, como unidad básica de análisis. DISEÑO MIXTO Las actividades se organizarán en dos componentes. Uno cuantitativo bajo un diseño cuasiexperimental, pretest-postest, con dos grupos, uno de intervención y uno de comparación. Otro componente cualitativo donde se diseñarán las actividades de aprendizaje, se implementarán en el aula, se evaluará el cambio , se analizarán y se rediseñarán. En ese entorno se observarán y registrarán las actividades del aula. PARTICIPANTES: Una docente de matemáticas que implementará las actividades en el aula, 100 estudiantes de bachillerato de dos grupos regulares ESCENARIO: ENP plantel 5, en las aulas regulares. INTERVENCIÓN Se desarrollarán dos aplicaciones móviles para Android: La primera mostrará, empleando realidad aumentada, la posición de la luna, el sol y los primeros cinco planetas. La aplicación se desarrollará en lenguaje Java, empleando Android Studio y las bibliotecas OpenCV para el procesamiento del video capturado por la cámara del dispositivo móvil. Con estas mismas bibliotecas se realizará el dibujado de los astros mencionados. El cálculo de la posición de dichos astros se realizará bajo la suposición de movimiento Kepleriano. Se empleará el simulador Stellarium para verificar que los cálculos sean correctos antes de implementar la secuencia en el aula. La segunda aplicación emitirá una alerta cuando un conductor (el usuario de la app) exceda el límite de velocidad en una vialidad primaria de la Ciudad de México. Para determinar la posición y velocidad del vehículo se utilizará el GPS del dispositivo móvil. Los datos de vialidades primarias, sus límites de velocidad y la ubicación de los radares se obtendrán utilizando la API del repositorio de datos abiertos de la Ciudad de México (datos.cdmx.gob.mx). Una vez que se tengan las aplicaciónes móviles funcionando, se documentará el código y se suprimirán sólo las funciones en las que se realicen los cálculos. Se adecuará el código de modo que sea sencillo para los estudiantes escribir los cálculos relacionados con cada problema. Se desarrollará un mini robot móvil con los sensores y actuadores necesarios para que muestre un comportamiento de fototaxia. Para sensar la luz se utilizarán fotorresistencias y como actuadores se emplearán motores de corriente directa. La lectura de los sensores y los cálculos de las señales para los actuadores se realizarán en un Arduino Uno. Se escribirán códigos para cada tarea de modo que para el estudiante sea fácil completar dichos códigos con los cálculos necesarios. Se escribirá la secuencia didáctica en la que se describan los pasos a seguir para resolver cada uno de los problemas propuestos: la posición de los planetas, determinar la velocidad del vehículo, encontrar el radar más cercano e implentar una fototaxia en un robot. También se incluirán los temas cubiertos con distribución de horas y sugerencias para que el docente implemente la secuencia con diferentes niveles de intervención. Se implementarán las secuencias didácticas en aula con ayuda de la académica participante de la ENP. Durante esta implementación, las estudiantes participantes de la Facultad de Psicología realizarán observaciones de la dinámica en el aula. EVALUACIÓN Se aplicará una prueba de rendimiento antes y después de la intervención. La aplicación será grupal y en una sesión de una hora, a los dos grupos. OBSERVACIÓN Se realizarán observaciones no participantes en el aula, se realizará un registro en video de las actividades para su posterior análisis en Atlas.ti Con los resultados de las evaluaciones se hará el análisis cuantitativo y con las observaciones hechas en el aula se hará el análisis cualitativo de los resultados obtenidos con la implementación de las secuencias. |
| metadata.dc.description.goals: | Al finalizar el proyecto se logrará: El diseño de una secuencia didáctica consistente en el desarrollo de una aplicación móvil para observación de astros con realidad aumentada. Con esta secuencia se cubrirán temas de aritmética, sistemas de coordenadas, medidas de ángulos, elipse, círculo, interpretación geométrica de la derivada, distancia euclidiana y proporciones. El diseño de una secuencia didáctica consistente en el desarrollo de una aplicación móvil para alertar a un conductor si ha excedido el límite de velocidad permitido en las vías primarias de la Ciudad de México. Con esta secuencia se cubrirán temas de ecuación de la recta, distancia euclidiana, sistemas de coordenadas, distancia de un punto a una recta y derivadas. El diseño de una secuencia didáctica consistente en el desarrollo de un mini robot móvil autónomo que muestre un comportamiento de fototaxia. Con esta secuencia se cubrirán los temas de funciones reales, proporciones, ecuaciones de primer grado e integrales. La implementación en el aula de las secuencias desarrolladas. El análisis cualitativo y cuantitativo de las observaciones y resultados obtenidos de la implementación en aula de las secuencias. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Infortunadamente, no fue posible realizar la implementación en aula de las secuencias desarrolladas y por lo tanto, tampoco fue posible realizar los análisis correspondientes. Esto debido a varias situaciones desfavorables que se presentaron durante el 2020. Primero, en febrero de 2020 tanto la ENP 5 como la Facultad de Psicología entraron en paro de actividades. La ENP5 reanudó actividades unos días después, sin embargo la Facultad de Psicología se mantuvo en paro por varios meses más. Además de esto, el cambio a la modalidad a distancia debido a la contingencia por Covid19 no permitió la implementación en aula de las secuencias didácticas desarrolladas. Sin embargo, todo el software y hardware desarrollado, así como las secuencias en sí, pueden ser utilizadas en cuanto se reanuden las actividades presenciales. A pesar de que las clases se retomaron de manera remota, la implementación de las secuencias no era factible. Esto debido a que, como se planteó en la propuesta, las situaciones de aprendizaje son la unidad básica de análisis. Estas situaciones de aprendizaje se entienden como un conjunto de acciones con condiciones específicas para lograr una meta socialmente establecida mediante el uso de herramientas culturales (Wertsch, 1988). Para este análisis se requiere la observación de la interacción entre el docente y los estudiantes para su posterior análisis cualitativo. Para poder trasladar este proyecto a la modalidad a distancia sería necesario replantear el enfoque teórico utilizado, lo cual representa un reto fuerte, pues, al ser esta modalidad muy reciente, no existen todavía estudios que teoricen la interacción entre docente y estudiantes, así como los procesos de aprendizaje que se dan en la modalidad a distancia. Este nuevo enfoque se puede abordar, sin embargo, quedó fuera de los alcances de este proyecto. El objetivo general del proyecto fue el mejoramiento de la enseñanza de las matemáticas en la ENP. Aunque no se pudo realizar la implementación en aula, puede considerarse un alcance parcial del objetivo, pues todo el material necesario ya fue desarrollado. Para la continuación de este trabajo se propone la adaptación de las secuencias a la modalidad a distancia, donde la interacción entre el docente mediador y los alumnos es diferente. Además, la experiencia adquirida en el desarrollo de las secuencias didácticas puede ser utilizada en el desarrollo de material para las asignaturas de la Facultad de Ingeniería. Cabe mencionar que dicha experiencia sirvió para la propuesta de proyecto PAPIME PE107021 "Propuesta de prácticas y material didáctico para las materias de la academia de sistemas embebidos" que fue aprobada y ya se encuentra en desarrollo. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | De las 5 metas planteadas originalmente en el proyecto (tres secuencias didácticas, implementación en aula y análisis de resultados) se lograron 3 de ellas más una extra (se desarrollaron 4 secuencias en lugar de 3, en la sección de productos terminados se describe la secuencia extra). Las 4 metas alcanzadas consistieron en el desarrollo de las siguientes secuencias didácticas: * Aplicación móvil para observación astronómica * Aplicación móvil para radar de velocidad * Videojuego para dispositivo móvil * Mini robot móvil con comportamiento de fototaxia Las aplicaciones móviles se desarrollaron en Android Studio y están pensadas para poder ejecutarse en cualquier dispositivo móvil con Android 6.0 o superior. El videojuebo se desarrolló utilizando Unity y el robot móvil se programó utilizando Arduino. Todos los entregables relacionados con este proyecto se encuentran en el repositorio en línea en https://github.com/mnegretev/PAPIME_PE112120 El repositorio incluye un README con una breve descripción de cada entregable. Además, en la carpeta Media del mismo repositorio se encuentran varias imágenes y videos de ejemplo del funcionamiento de las aplicaciones desarrolladas y del robot móvil. Derivado de este proyecto, el alumno Victor Jesus Cruz Navarro liberó su servicio social realizando actividades relacionadas con la programación de las aplicaciones móviles. La alumna Mitzi Anaid Ramírez Estrada también liberó su servicio social realizando actividades relacionadas con la construcción y programación del minirobot móvil. Además, inició la elaboración de su tesis, aunque este fue un resultado colateral de proyecto que no está directamente relacionado con las secuencias didácticas de este proyecto. La beca solicitada para licenciatura se otorgó a esta estudiante. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ingeniería |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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